Coordonnées Génomiques
Quand utiliser
À chaque fois qu une coordonnée franchit une frontière : entre deux formats de fichier, entre deux outils, entre deux assemblages, ou entre le génome et un transcrit.
La règle
Une coordonnée est un triplet de faits, pas un nombre : le nombre, la convention dans laquelle il est écrit, et l assemblage sur lequel il a été mesuré. Transportez les trois, sinon le nombre n est pas interprétable.
Les erreurs de coordonnées sont la classe de bugs la plus silencieuse en génomique. Un fichier BED décalé d une base se parse, se trie et s intersecte sans aucune plainte. Un VCF GRCh37 joint à une annotation GRCh38 retourne des lignes. Un indel décalé vers la droite échoue simplement à correspondre à son entrée dans ClinVar, et le résultat est un variant rapporté comme nouveau. Rien ne lève d erreur ; la réponse est simplement fausse, et elle est fausse dans une direction qui paraît plausible.
Donc : convertissez avec la table, pas de mémoire, et vérifiez par rapport à la référence chaque fois qu une référence est disponible.
Les deux conversions
1-based inclusive -> 0-based half-open : start - 1, end
0-based half-open -> 1-based inclusive : start + 1, end
La coordonnée de fin ne bouge jamais. Si une conversion a modifié les deux nombres, elle est fausse.
Quel format est quoi
| 0-based, half-open | 1-based, inclusive |
|---|---|
| BED, bedGraph, bigWig, narrowPeak | GFF3, GTF, VCF |
| BAM/CRAM (POS binaire) | SAM (POS texte) |
| PSL, genePred, refFlat | WIG, Picard interval_list |
| MAF (alignement multiple UCSC) | MAF (annotation de mutation TCGA) |
| PyRanges, pybedtools | GRanges/IRanges, samtools & UCSC & Ensembl chaînes de régions |
Les deux formats "MAF" existent, ils signifient des choses différentes, et ils sont en désaccord. UCSC sert des fichiers 0-based à travers une boîte de navigateur 1-based. references/format-conventions.md contient la table complète avec des détails par format.
cd skills/genomic-coordinates/scripts
python3 convert_coords.py --list # la table
python3 convert_coords.py --from bed --to gff chr1 999 1000
python3 convert_coords.py --from ucsc --to bed "chr7:5,530,601-5,530,625"
python3 convert_coords.py --from granges --to pyranges --input regions.tsv
contig input output length status detail
chr7 chr7:5530601-5530625 5530600-5530625 25 ok
Les features BED de longueur nulle (chromStart == chromEnd, un point d insertion légal) sont rapportés comme unrepresentable plutôt que convertis en end = start - 1. Le code de sortie est 1 lorsqu un intervalle est dégénéré ou invalide.
Les variants ne sont pas des intervalles
Un POS VCF pour un indel est la base d ancrage — la base avant l événement, elle-même inchangée. Et le même changement peut être écrit de plusieurs façons : chr1:7:CAC:C, chr1:3:CAC:C et chr1:2:GCA:G sont une seule délétion. Joindre, dédupliquer ou rechercher des variants avant de normaliser perd des correspondances réelles silencieusement, et les perd de préférence dans les répétitions, où les indels se concentrent.
Normalisez — réduisez à la parcimonie, puis alignez à gauche par rapport à la référence — avant toute comparaison :
python3 normalize_variant.py --fasta ref.fa chr1 7 CAC C
python3 normalize_variant.py --fasta ref.fa --split --input cohort.vcf
python3 normalize_variant.py --fasta ref.fa --compare chr1:7:CAC:C chr1:2:GCA:G
input normalized type pos_shift ref_check changed
chr1:7:CAC:C chr1:2:GCA:G deletion 5 ok yes
Le REF de chaque enregistrement est vérifié sur la FASTA en premier. Un MISMATCH signifie que les variants et la référence sont des assemblages différents — arrêtez et exécutez check_contigs.py plutôt que d ajuster les coordonnées. Les enregistrements multi-alléliques doivent être divisés avec --split avant la normalisation, jamais après.
HGVS décale les indels dans la direction opposée, la plus 3' le long du transcrit. Pour un gène sur le brin moins, c est la direction génomique opposée à l alignement à gauche de VCF. Détails et procédure complète : references/variant-representation.md.
Vérifiez l assemblage avant de faire confiance à une jointure
python3 check_contigs.py --identify unknown.fa.fai
python3 check_contigs.py variants.vcf annotation.gtf --genome GRCh38.fa.fai
file kind contigs naming assembly detail
ref.fa.fai sizes 25 plain GRCh37 24/24 primary chromosome lengths match;
chrM is 16569 bp, i.e. GRCh37/38 (rCRS MT)
Le script lit .fai, .chrom.sizes, les en-têtes VCF, les en-têtes SAM, FASTA, BED et GTF/GFF, identifie l assemblage à partir des longueurs des chromosomes primaires, et rapporte toute raison pour laquelle une jointure entre deux fichiers échouerait : conflit de nommage, contradiction de longueur, coordonnées au-delà de la fin d un contig, contigs présents dans un seul fichier. Code de sortie 1 en cas d incompatibilité.
GRCh37 et hg19 diffèrent uniquement par la mitochondrie — 16 569 pb (rCRS) contre 16 571 pb. Les coordonnées nucléaires sont identiques, donc un pipeline mixte fonctionne correctement et seuls les résultats d ADNmt sont faux. check_contigs.py rapporte lequel il a trouvé. Constructions, schémas de nommage, contigs ALT et pièges du liftover : references/reference-builds.md.
Auditer un fichier par rapport à son propre format
python3 audit_intervals.py peaks.bed
python3 audit_intervals.py gencode.gtf --genome hg38.chrom.sizes
python3 audit_intervals.py cohort.vcf --genome GRCh38.fa.fai
Recherche les preuves qu une erreur de coordonnée laisse derrière elle :
| Résultat | Ce qu il prouve |
|---|---|
start_below_one dans GFF/GTF | Données 0-based dans un fichier 1-based ; tout est décalé d une base vers la gauche |
many_zero_length dans BED | Features 1-based à une seule base écrites dans un fichier 0-based |
past_contig_end | Mauvais assemblage, ou décalage d une base à la limite du contig |
mixed_contig_naming | Toute jointure fera silencieusement correspondre un sous-ensemble |
first_block_offset | BED12 blockStarts écrits comme coordonnées absolues |
not_parsimonious | Allèles non élagués ; normalisez avant de joindre |
bad_alt_allele | Notation - d Ensembl/VEP dans un VCF, qui n a pas de base d ancrage |
Code de sortie 1 en cas de résultat fatal, donc cela fonctionne comme une porte CI sur un répertoire de données.
Positions transcrite, CDS et protéique
c.742 et chr17:7,674,220 sont tous les deux une "position", et aucun ne se convertit en l autre par arithmétique. Les coordonnées du transcrit comptent les bases épissées dans l ordre de transcription — coordonnée génomique décroissante sur le brin moins — et c.1 est le A de l initiateur ATG, pas le début du transcrit.
Les règles qui sont souvent mal mémorisées : il n y a pas de c.0 ; les positions 5' UTR sont négatives et les positions 3' UTR prennent un * ; la phase GFF est le nombre de bases à supprimer pour atteindre le codon suivant, pas start % 3 ; et une description c. n a pas de sens sans un accession de transcrit versionné, car le même variant est numéroté différemment dans chaque transcrit. references/transcript-coordinates.md contient la procédure de conversion et les cas limites.
Faites la conversion avec un outil qui détient le modèle du transcrit — VEP, bcftools csq, Mutalyzer, le paquet hgvs — pas à la main.
Rapporter les résultats
Indiquez l assemblage à côté des coordonnées, à chaque fois. chr7:5,530,601-5,530,625 n est pas un emplacement ; chr7:5,530,601-5,530,625 (GRCh38) l est. Dites dans quelle convention se trouve une colonne de coordonnées, dans l en-tête de colonne ou la documentation du fichier. Lorsqu une conversion a produit un résultat, dites dans quelle direction elle est allée.
Références
references/format-conventions.md— la convention de chaque format, avec des détails par format, les règles des blocs BED12, la syntaxe des chaînes de régions et le comportement des outils.references/variant-representation.md— conventions des allèles VCF, l algorithme de normalisation, la vérification d équivalence, le fractionnement multi-allélique, et comment HGVS est en désaccord avec VCF.references/reference-builds.md— signatures des constructions, GRCh37 vs hg19, contigs ALT, schémas de nommage et modes de défaillance du liftover.references/transcript-coordinates.md— génomique ↔ transcrit ↔ CDS ↔ protéine, numérotation HGVS, phase et choix du transcrit.
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Kassis, T., Agarwal, V., He, Y., Patel, D., & Brueckner, A. M. (2026). Scientific Agent Skills: A Library of Procedural Knowledge for Research Agents. arXiv:2609.00065. https://doi.org/10.48550/arXiv.2609.00065
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